![电子负载MANUAL IT8510-UM-CN[1]](https://img.doczj.com/imgbd/05oak349tn51ofpxjjnw-d1.webp)
![电子负载MANUAL IT8510-UM-CN[1]](https://img.doczj.com/imgbd/05oak349tn51ofpxjjnw-22.webp)
简易直流电子负载设计与总结报告 湖北仙桃职业学院：杨青林胡炎何方 指导教师：刘祖云刘明江
简易直流电子负载的设计与总结报告 摘要 本系统设计的是直流电子负载，以TI公司16位的单片机MSP430为控制核心，由按键模块，D/A转换模块，恒流源模块、以及液晶显示模块等主要外围电路构成。通过对DA的控制，达到对恒流值在一定范围内的控制，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。之后通过内部AD的采集模块将实际端电压、端电流值送到单片机控制模块，能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数通过显示模块加以显示。本设计着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统测试表。测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好的满足了提出的性能指标。 关键词：恒流源、TM12864Z-1液晶、D/A、采样电路（电压采样、电流采样）、键盘、被测电源。
一.系统结构原理图 本系统由以下部分组成：电源电路、单片机、功率控制电路、电压、电流采样电路、D/A输出、键盘输入、液晶显示电路。系统总体结构框图如图1所示： 二.方案比较与论证 1. 主控芯片 方案一：选用ATMEL公司的AT89C51作为该系统的微控制器。51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，单片机为8位机，价格便宜，成本低，控制简单。但51单片机功耗较高、运行速度慢、储存空间小内存只有8Kb，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的反应、控制、计算。使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂。 方案二：选用TI公司MSP430单片机作为该系统的微控制器。MSP430单片机是16位的单片机，数据处理速度快，耗能低，保密性能好，内存空间大，抗干扰性好，内部集成资源丰富，存储容量大，低电源电压（1.8V—3.6V），支持多个中断源，可任意嵌套，时钟系统灵活，具有A/D转换等电路。 考虑到本系统对单片机性能要求较高，本设计采用了方案二，选用MSP430单片机作为直流电子负载微控制器。
直流电子负载设计报告 （侯进高业林伍贯礼）指导老师周晓波王森 摘要：本文论述了直流电子负载的设计思路和过程。本电子负载采用AT89S51 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：电子负载有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。AD模块接受电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块同步显示电压和电流。包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在数码管上显示。 关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM. 一，引言 在电路中，负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置，它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。如电炉子将电能转化为热能；电灯将电能转化为光能；蓄电池将电能转化为化学能；电机将电能转化为动能。这些都是负载的真实表现形式。负载的种类繁多，但根据其在电路中表现的特性可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载。在实验室，我们通常采用电阻、电容、电感等或它们的串并联组合，作为负载模拟真实的负载情况。进行电源设备的性能实验。电子负载是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。这是电阻等负载形式所无法实现的。二，总体方案论证与设计 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。外接12V稳压电路。 要求： （1）负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC)两种模式可选择。 （2）电压设置及读出范围：1.00V~20.0V。 （3）电流设置及读出范围：100mA~3.00A。 （4）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。
M97系列可编程直流电子负载 用户使用手册 适用型号M9710/M9711/M9712/M9712B/M9712C 版本号：V1.1 南京美尔诺电子有限公司版权所有
目录 第一章 简介 (1) 第二章 技术规格 (2) 2.1主要技术规格 (2) 2.2电子负载尺寸图 (4) 第三章 快速入门 (5) 3.1开机自检 (5) 3.2如果负载不能启动 (5) 3.3前面板和后面板介绍 (6) 3.4键盘说明 (6) 3.5菜单操作 (7) 第四章 面板操作 (10) 4.1基本操作模式 (10) 4.1.1定电流操作模式（CC） (10) 4.1.1.1标准定电流模式 (10) 4.1.1.2加载卸载定电流模式 (10) 4.1.1.3软启动定电流模式 (11) 4.1.1.4定电流转定电压模式 (12) 4.1.2定电阻操作模式（CR） (12) 4.1.2.1 标准定电阻模式 (12) 4.1.2.2 加载卸载定电阻模式 (13) 4.1.2.3定电阻转定电压模式 (13) 4.1.3定电压操作模式（CV） (13) 4.1.3.1标准定电压模式 (14) 4.1.3.2加载卸载定电压模式 (14) 4.1.3.3软启动定电压模式 (14) 4.1.4定功率操作模式（CW） (15) 4.1.4.1标准定功率模式 (15) 4.1.4.2加载卸载定功率模式 (15) 4.2动态测试操作 (15) 4.2.1连续模式（CONTINUOUS ） (16) 4.2.2脉冲模式（PULSE） (16) 4.2.3触发模式（TRIGGER） (16) 4.2.4 动态测试参数设置 (16) 4.2.5波形控制 (17) 4.2.5.1方波 (17) 4.2.5.2三角波 (17) 4.2.5.3梯形波 (17) 4.2.6 触发控制 (17) 4.2.7 LIST功能 (17) 4.2.7.1.编辑LIST列表 (17) 4.2.7.2执行LIST功能 (18)
电子天平的校验与质量控制的关系(一) 摘要:电子技术随着时代的发展日新月异,电子天平的不断发展和完善,逐步形成取代机械天平之势。电子天平采用了现代传感器技术、电子技术和微型计算机技术,具有操作简便、称量速度快、自动化程度高、智能化功能强度等机械天平无可比拟的优越性。本文从电子天平原理出发,对电子天平的校验与质量控制的关系进行论述。 关键词:电子天平；检定；质量控制 1.电子天平的原理 高精度电子天平通常采用电磁力平衡式传感器，电磁感应式电子天平与电子秤不同。电子秤是使用电子天平是利用电磁力平衡的原理进行设计的。根据电磁力公式：F=BLIsinθ(1) 其中：F为电磁力；B为磁感应强度；L为受力导线的长度；I为流过导线的电流；θ为通电导体与磁场的夹角。 由公式(1)可知，F的大小与B、L、I及sinθ均成正，由于设计好的传感器，其感应线圈的规格尺寸已固定，所以其B、L均不再改变，而θ为90°，故sinθ=1,因此,F的大小与I成对应关系。 电子天平主要组成部分有：电源、电磁力平衡式传感器、光电传感器、键盘和显示器、控制电路。电子天平的基本工作原理是天平空载时，电磁力平衡式传感器处于平衡状态。加载后，感应线圈的位置发生改变。光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度的改变，其输出电流也改变，该变化量经微处理后,控制电磁线圈的电流大小，使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态。同时，微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号，迅速在显示屏上显示出来。 2.电子天平的检定 根据检定规程要求电子天平的检定项目应为9项，检定内容主要包括：鉴别力、灵敏度、各载荷点最大允许误差、重复性、偏载检查（四角误差）和配衡功能检查等。根据被检天平的具体情况，并非每一项内容都需要检定，具体的检定项目需要由电子天平的准确度级别和检定分度值决定，但对于日常周期检定来说，主要进行以下几项验定： 2.1鉴别力的检定 对电子天平只有鉴别力是有意义的,因而不存在灵敏度的检定问题。对鉴别力的检定,比较严谨的方法是：先将相当于检定载荷(规程指出载荷选用空载、全载或二者中一种)示值L的砝码加在天平盘上(其中有10个d/10的小砝码)，然后逐个取下d/10的小砝码至显示值变为L-d时，再加上一个d/10的小砝码，此时将质量为1.4d的砝码轻轻加到称盘上，显示值应变为L+d。但在一般情况下，在用电子天平的鉴别力不会有问题，所以多数情况下可以直接用质量为1.4d小砝码试一下即可,对于d≤1mg或e>2d的电子天平,规程中说明允许免检其鉴别力。 2.2各载荷点最大允许误差的检定 电子天平的最大允许误差是指天平的线性度(或称线性误差),它与天平的准确度等级和称量有关，目的是判定天平的示值误差是否在规程规定的范围之内。在检定时，除按规程要求选取检定点外，还应根据被检电子天平的e与d关系来确定是否应该对每一被检点采用附加小砝码，寻求数字转换点的方法来找到该检定点的实际模拟值,以确定其示值误差。 2.3天平重复性误差的检定与计算 重复性是描述电子天平在相同的测量条件下,同一载荷多次称量结果之间的差值,是衡量电子天平能否提供一致结果的能力。重复性检定在空载和加载状态下进行,测定次数应根据电子天平准确度级别的不同而异,检定过程及数据处理方法按非自动天平检验规定进行,对e≥5d 的电子天平则可以省略用附加小砝码寻求数字转换点进行凑整计算的过程,而直接用天平示值减去砝码质量值来计算重复性误差。对重复性误差可用极差法或标准偏差法来评定,但以
简易直流电子负载设计报告 摘要：本文论述了简易直流电子负载的设计思路和过程。直流电子负载采用MSP430G2553单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。AD模块接收电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块12864同步显示电压和电流。系统包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；具有过压保护功能;能够检测被测电源的电流值、电压值；具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能；各个参数都能直观的在液晶模块上显示。 关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM波. 一、引言 电子负载用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合,是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。 二，总体方案论证与设计 设计和制作一台电子负载，在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。 要求： （1）负载工作模式：恒流（CC)模式； （2）电压设置范围：0～10V； （3）电流设置范围：100mA～1000mA，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%； （4）直流稳压电源负载调整率：测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。 （5）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。 恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12v，并且通过开关实现两种模式的转换，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机来程控从而重置电压电流，用数码管液晶显示同时呈现即时电压电流。原理图如下所示。
电子天平的校准方法 沈阳龙腾ESJ200 ESJ180 ESJ120 ESJ60系列内校步骤： ①将天平调至水平状态 ②天平预热40分钟 ③使天平空载并稳定地显示零位 ④按天平的“CAL”健，天平显示“CAL in” ⑤等待几秒天平显示“CAL………” ⑥稍后天平显示“CALdn” ⑦此时应轻缓地将天平右侧的校准砝码搬下，使天平内部校准砝码加至天平的称量系统上 ⑧天平显示“CAL………” ⑨稍后天平显示“CAL UP” ⑩此时应轻缓地将天平右侧的校准砝码搬上，使天平内部校准砝码脱离天平的称量系统⑾稍后天平显示“CAL………” ⑿等后天平显示“CAL END” ⒀等后天平显示零位，表明天平完成一次内部校准。 注：如果校正过程中显示“CALno”,说明校准有错误或环境问题，应排除故障关机后重新开机进行校准。 沈阳龙腾FR系列内校步骤： ①将天平调至水平状态 ②天平预热40分钟 ③使天平空载并稳定地显示零位 ④按天平的“CAL”触摸健 ⑤天平显示“CAL O” ⑥稍后天平显示“CALF” ⑦天平显示零位，此时表示天平完成校准。 沈阳龙腾JD系列外校步骤： ①将天平调至水平状态 ②天平预热40分钟 ③清洁称盘使天平空稳定地显示零位 ④按住天平的“CAL”健，同时迅速按打印键天平显示校准砝码的重量值（用“MODE”和“PRINT” 键可以调整校准砝码值） ⑤天平显示“CAL O” ⑥稍后天平显示“CALF” 在天平称盘上加放已显示质量值的标准砝码，按“TARE”或“RE－ZERO”键 ⑦天平显示“CALEND”时取下砝码 ⑧稍后天平显示零位，校准结束 沈阳龙腾ES－1000 ES－2000 ES－5000系列外校步骤： 以ES－2000为例 ①将天平调至水平状态 ②天平预热40分钟
2013全国 大学生电子设计竞赛 直流电子负载系统(高职高专组F)
摘要 本设计以STC89C52单片机为核心控制系统，采用了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、显示电路、键盘电路。通过运放、负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压使其内阻变化，从而实现恒流工作模式。MOS管既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载，控制部分采用STC89C52单片机来完成，设定值通过键盘输入送往单片机，再通过DA输出电路产生基准电压送往PI控制器与实际电压相比较，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，通过单片机来控制转化，然后用液晶显示显示出即时的电压电流。关键词：电子负载；单片机；恒流模式；A/D转换；D/A转换 Abstract: This design with the core of STC89C52 MCU , using Da output control circuit, ad voltage and current detection circuit, display, keyboard, https://www.doczj.com/doc/b515625579.html,ing negative feedback control loop amplifier, to control grid voltage of the MOS to its internal resistance change, resulting in constant current mode of operation.MOS both as a current control devices at the same time as the measured power load control part using stc89c52 single - chip computer to complete the set value input from the keyboard to the SCM, and then by DA output circuit voltage sent to the PI controller with the actual voltage compared.In A / D converter circuit for voltage and current analog signals into digital signals by single - chip Microcomputer to control the conversion, and then use the LCD display shows the instantaneous voltage and current. Key word :electronic load ; MCU; constant current mode ; Ad conversion ; DA conversion
直流电子负载设计基础 电子负载基本工作原理： 1.恒压模式 2.恒流模式 3.恒阻模式 4.恒功率模式 恒流 图中R1为限流电阻，R1上的电压被限制约0.7V，所以改变R1的阻值就可以改变恒流值，在上图中 我们知道，在串联电路中，各点电流相同，电路要恒流工作，只要在串联回路里控制流过一个元 件的电流就可以达到我们所控制的恒流输出。 上图是一个简易的恒流电路，通常用在一些功率较小及要求不高的场合里应用，那么在一些应用 中这种电路就无能为力了，如：在输入电压为1V输入电流为30A，那么对于这样的要求这样的电 根本无法保证工作。这样的电路调节输出电流也不是很方便。
这个图是一个最常用的恒流电路，这样的电路更容易获得稳定及精确的电流值，R3为取样电阻,VREF是给定信 号，电路工作原理是：当给定一个信号时VREF，如果R3上的电压小于VREF，也就是OP07的-IN小于+IN，OP07加输出大，使MOS加大导通使R3的电流加大。如果R3上的电压大于VREF时，-IN大于+IN，OP07减小输出，也就降了R3上的电流，这样电路最终维持在恒定的给值上，也就实现了恒流工作。 如给定VREF为10mV，R3为0.01欧时电路恒流为1A，改变VREF可改变恒流值，VREF可用电位器调节输入或用DAC 芯片由MCU控制输入，采用电位器可手动调节输出电流。如采用DAC输入可实现数控恒流电子负载。 电路仿真验证
在上图中我们给定了Vin为4V-12V变化的电压信号，VREF给定50mV 的电压信号，在仿真结果中输入电流一真保持在5A，电路实现了恒流 作用。 恒压电路 一个简易的恒压电路，用一个稳压二极管就可以了。 这是一个很简易的图，输入电压被限制在10V，恒压电路在用于测试充 电器时是很有用的， 我们可以慢慢调节电压测试充电器的各种反应。图是10V是不可调的，请看下图可调直流 恒压电子负载电路：
电子天平的使用校验及维护 电子天平具有操作简便、称量速度快、精确度高等优点，已广泛应用于各个领域，如何正确的使用与维护电子天平也成为人们关注的焦点。本文简要的介绍了电子天平的正确使用方法并介绍了如何维护和保养。 标签：电子天平使用方法校验维护 天平是进行质量量值传递必备的计量器具，质量量值传递是否精准主要取决于天平的准确性和可靠性。电子天平虽然体积小，但功能齐全，而且显示快速清晰，称量精准，它由自动校准装置、超载保护等装置和自动检测系统组成。目前，质量量值传递、科学检测、产品化验与分析等工作都离不开电子天平。用电磁力平衡称量物体重力的天平是电子天平。根据称量精度的不同，电子天平一般分为精密电子天平、分析天平、常量电子天平、半微量天平、微量天平、超微量电子天平。电子天平基于电磁平衡原理设计而成，它由一个磁钢、一个连着秤盘的线圈、一个位移传感器以及电流控制电路和放大器组成。 1 电子天平的选购 1.1 由于某些国家采用相对精度来衡量天平，因此在选择电子天平时，要根据精度等级选择绝对精度（分度值e）符合称量要求的电子天平。例如，选购精度为0.1mg 或0.01mg的天平时，说要精度是万分之一或十万分之一的天平是不正确的。再如，将质量为7mg的物体放在1台检定标尺分度值e是10mg、实际标尺分度值是1mg、最大称量是200g的电子天平上进行称量，得到的称量数据必然与实际量值之间存在误差。按照JJG98-90《非自动天平试行检定规程》，最大允许误差与检定标尺分度值e认定为同一数量级，则这台天平的最大允许误差就是1e，因此，这台天平不适宜称量7mg的物体。即使选择15mg的物体，也会因称量结果存在较大的误差而无法得出精准的结果，应改用更高级的天平。为方便用户选择，一些生产厂家在产品出厂时会规定出精度等级或最小称量的范围。 1.2 称量范围的要求。选择电子天平时，除了要考虑精度等级，还要看其最大称量范围。最大称量范围并不是越大越好，一般情况下只要将常用载荷稍稍放宽一些即可。 2 电子天平的校准 任何电子天平若不经校准就直接称量，最终的称量结果不一定是准确的。使用前先按使用说明调整电子天平的称量精度，用与准确度相对应的砝码校准准确度不相同的天平。测试时，由于天平长时间未校准，第一次称量的结果往往存在很大的误差。因此，第一次称量时，天平归零只能说明其稳定性良好，称量结果还是与实际精度存在一定差距。电子天平的校准步骤分为内校和外校。
2012年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）简易直流电子负载（C题） 设计报告 二O一二年八月八日
摘要：本系统设计的直流电子负载，以TI的MSP430F169单片机为主控芯片，包括控制器、矩阵键盘、液晶显示、恒流电路、辅助电源电路、电压电流检测电路。系统以比例—积分调节作为恒流控制核心，电流采样采用TI提供的ADS1115和INA282芯片，辅助电源采用TI提供的TPS54331和LM2576电源芯片。以三极管TIP42C为功率器件，通过控制其基极电流达到控制负载电流的目的。本系统还扩展了简单的恒阻、恒压、动态带载以及描绘U-I特性曲线的功能。本报告着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统各项数据测试表。测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好地达到了题目要求的性能指标。 关键词：直流电子负载恒流恒阻恒压动态带载 U-I特性曲线
Abstract：The design of the system DC electronic load involves the master chip--TI's MSP430F169 MCU controller, matrix keyboard, LCD, constant current circuit, the auxiliary power supply circuit, voltage and current detection circuit. System to proportional - integral adjustment as a constant current control core, proportional to speed up the adjustment speed, integral system without static error.The current sample provided by TI ADS1115 and INA282 chip. Auxiliary power is provided by TI TPS54331 and the LM2576 power chip. Transistor TIP42C power devices controlled by controlling the base current to achieve the purpose of load current. The system also extends the simple constant resistance, constant voltage and simulate dynamic load. This report focuses on a systems framework, working principle, hardware and software design, and gives the system the data test sheet. The test results show that the system stability, adjust the speed and quickness, a good performance to the subject requirements. Key words：DC Electronic Load constant current constant resistance constant pressure Dynamic load U-I characteristic curve
直流电子负载设计制作（F题） 青岛大学庄翠竹刘丙坤郑龙 专家点评:本系统设计的直流电子负载采用MSP430F2616 作为系统的主控芯片，实现了恒压、恒流和恒阻三种工作模式，并且可以在三者之间通过键盘进行程序模式切换。思路严谨，创意新颖，测试结果可信。论文撰写格式尚待规范。 中国海洋大学信息学院程凯副教授 摘要 本电子负载采用 MSP430F2616 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：有恒压、恒流和恒阻三种模式，并且可以在三者之间通过键盘输入程控切换。通过按键及DA转换设置电压、电流、电阻的基准；模拟电路部分主要采用比较器控制负载回路上的主控NMOS管栅压，从而控制其导通情况即回路等效阻抗；AD对输出电压、电流采样并通过液晶显示；最后增加了过载保护、短路保护和过热保护。在实现基础功能的基础上，CV范围扩大为0-35V，CC扩大为0-4A，CR范围为1-99Ω，并且增加了通过无线模块实现的手持显示器。 关键词：直流电子负载无线 MSP430F2616
一、方案论证与设计 系统框图： 电流检测 电压检测 AD 采样 MCU 显示 键盘 DA 输出 无线控制 控制电路 图1 直流电子负载系统实现框图 该系统实现框图如上图1所示，包括主控器、键盘、显示电路、MOSFET 功率电路和信号处理电路五个部分，信号处理模块包括信号调整电路和信号调理电路。图1中的待测电源是直流电子负载的待测电源，不属于直流电子负载的系统组成。 1.主控器模块的设计方案与选择 主控器负责控制与协调其他各个模块工作，并进行简单的数字信号处理。在整个电子负载系统中，主控器是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率的高低以及系统运行的稳定性。 方案一：采用ATMEL 公司的AT89C51。51单片机价格便宜，应用广泛，使用AT89C51需外接两路AD 转换电路，实现较为复杂。 方案二：采用TI 单片机MSP430F2616。MSP430F2616比普通51单片机快8～12倍，尤其是其单片机内部有12位ADC 和12位DAC,可以省去外接两路A/D 转换电路，并且有丰富的 I/O 口，大大提高了系统的整体性能和集成度。 选择方案二以TI 单片机MSP430F2616位控制核心，组成单片最小系统。 2. 恒流工作模式的设计方案与选择 方案一：完全采用数字反馈控制的恒流源方案 这种电路是完全通过数字反馈实时调整由于负载变化带来的电流变化，并不以基本的恒流电路为基础。原理图如图2所示。 取样电阻R 串入负载回路，放大取样电阻两端的电压，通过A/D 转换可以得到负载回路的电流值，控制器采用一定的控制算法调节D/A 输出的电压值，放大后直接作为负载的电源使用。 这种方案在控制原理上较简单，原则上可以用在任意控制要求中。但是缺点是电路本身不具备恒流特性，负载变化引起的电流变化完全依赖数字反馈来调整。受控制器运算速度、模数/数模转换精度和速度影响，抗负载波动能力差。所以不采用图2所示全
电子天平的使用 2007-06-18 21:40 电子天平是最新一代的天平，是根据电磁力平衡原理，直接称量，全量程不需砝码。放上称量物后，在几秒钟内即达到平衡，显示读数，称量速度快，精度高。电子天平的支承点用弹性簧片，取代机械天平的玛瑙刀口，用差动变压器取代升降枢装置，用数字显示代替指针刻度式。因而，电子天平具有使用寿命长、性能稳定、操作简便和灵敏度高的特点。此外，电子天平还具有自动校正、自动去皮、超载指示、故障报警等功能以及具有质量电信号输出功能，且可与打印机、计算机联用，进一步扩展其功能，如统计称量的最大值、最小值、平均值及标准偏差等。由于电子天平具有机械天平无法比拟的优点，尽管其价格较贵，但也会越来越广泛地应用于各个领域并逐步取代机械天平。 电子天平按结构可分为上皿式和下皿式两种。称盘在支架上面为上皿式，称盘吊挂在支架下面为下皿式。目前，广泛使用的是上皿式电子天平。尽管电子天平种类繁多，但其使用方法大同小异，具体操作可参看各仪器的使用说明书。下面以上海天平仪器厂生产的FA1604型电子天平为例，简要介绍电子天平的使用方法。 （1）水平调节。观察水平仪，如水平仪水泡偏移，需调整水平调节脚，使水泡位于水平仪中心。 （2）预热。接通电源，预热至规定时间后，开启显示器进行操作。 （3）开启显示器。轻按ON键，显示器全亮，约2 s后，显示天平的型号，然后是称量模式0.0000 g。读数时应关上天平门。 （4）天平基本模式的选定。天平通常为“通常情况”模式，并具有断电记忆功能。使用时若改为其它模式，使用后一经按OFF键，天平即恢复通常情况模式。称量单位的设置等可按说明书进行操作。 （5）校准。天平安装后，第一次使用前，应对天平进行校准。因存放时间较长、位置移动、环境变化或未获得精确测量，天平在使用前一般都应进行校准操作。本天平采用外校准（有的电子天平具有内校准功能），由TAR键清零及CAL减、100 g校准砝码完成。 （6）称量。按TAR键，显示为零后，置称量物于称盘上，待数字稳定即显示器左下角的“0”标志消失后，即可读出称量物的质量值。 （7）去皮称量。按TAR键清零，置容器于称盘上，天平显示容器质量，再按TAR键，显示零，即去除皮重。再置称量物于容器中，或将称量物（粉末状物或液体）逐步加入容器中直至达到所需质量，待显示器左下角“0”消失，这时显示的是称量物的净质量。将称盘上的所有物品拿开后，天平显示负值，按TAR 键，天平显示0.0000 g。若称量过程中称盘上的总质量超过最大载荷（FA1604型电子天平为160 g）时，天平仅显示上部线段，此时应立即减小载荷。 （8）称量结束后，若较短时间内还使用天平（或其他人还使用天平）一般不用按OFF键关闭显示器。实验全部结束后，关闭显示器，切断电源，若短时间内（例如2 h内）还使用天平，可不必切断电源，再用时可省去预热时间。 若当天不再使用天平，应拔下电源插头。 （四）称量方法 常用的称量方法有直接称量法、固定质量称量法和递减称量法，现分别介绍如下。1．直接称量法 此法是将称量物直接放在天平盘上直接称量物体的质量。例如，称量小烧杯的质
2020年简易电子直流负载精编版
简易直流电子负载（C题） 摘要：本系统设计的是恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载，是以单片机STC89C52为主控芯片，包括控制器、独立按键、显示电路、MOSFET功率电路、恒流电路、电压电流检测电路和保护电路。由单片机输出给定的电流值，并经过运算处理控制D/A输出，控制MOSEFT漏极电流，从而使直流电子负载的电流处于设定值。设计着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统测试表。测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好的满足了提出的性能指标。 关键词：电子负载；恒流；功率电路；信号处理
1.系统方案论证 1.1各种方案比较与选择 1.1.1主控器模块的设计方案与选择 方案一：采用纯硬件控制电路，虽然避免了软件的设置，但电路难度增加，且成本也高，也不利于实时调整电路。 方案二：采用单片机STC89C52。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。且指令代码完全兼容传统8051。 综合考虑选择方案二以宏晶单片机STC89C52为核心，组成单片最小系统。 1.1.2 显示模块的设计方案与选择 方案一：采用数码管显示。数码管成本较低，对环境要求低，编程也容易。但所显示的信息量有限，一般信息量越大，占的I/O口也越多。 方案二：采用1602液晶显示。采用液晶显示，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强。功耗也低，显示的信息量也多。 根据题目要求，需要显示电压、电流等多种信息，数码管已不能满足要求故选择方案二，本系统采用的点阵式LCD型号为1602。 1.1.3 MOSFET功率电路的设计方案与选择
赛多利斯电子天平BSA系列校准方法 对天平进行首次计量测试时误差较大,究其原因，相当一部分仪器，在较长的时间间隔内未进行校准，而且认为电子天平显示零位便可直接称量。（需要指出的
是，电子天平开机显示零点，不能说明天平称量的数据准确度符合测试标准，只能说明天平零位稳定性合格。因为衡量一台天平合格与否，还需综合考虑其它技术指标的符合性）。因存放时间较长，位置移动，环境变化或为获得精确测量，天平在使用前一般都应进行校准操作。校准方法分为内校准和外校准两种。赛多利斯的BSA 等系列电子天平有校准装置。如果使用前不仔细阅读说明书很容易忽略“校准”操作,造成较大称量误差。下面以赛多利斯BSA224S-CW电子天平为例说明如何对天平进行外校准。方法：轻按CAL键当显示器出现CAL-时，即松手，显示器就出现CAL-100其中“100”为闪烁码，表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好“100g”校准砝码放上称盘，显示器即出现""等待状态，经较长时间后显示器出现100.000g，拿去校准砝码，显示器应出现0.000g，若出现不是为零，则再清零，再重复以上校准操作。（注意：为了得到准确的校准结果最好重复以上校准） 有的人认为在电子天平量程范围内称量的物体越重对天平的损害也就越大。这种认识是不完全正确的。一般衡器最大安全载荷是它所能够承受的、不致使其计量性能发生永久性改变的最大静载荷。由于电子天平采用了电磁力自动补偿电路原理，当秤盘加载时（注意不要超过称量范围），电磁力会将秤盘推回到原来的平衡位置，使电磁力与被称物体的重力相平衡，只要在允许范围内称量大小对天平的影响是很小的，不会因长期称重而影响电子天平的准确度。
简易直流电子负载 制作小组：程建 刘满 文超炜 指导老师：张志俊 田微
摘要 本设计是由运算放大器OP07作为电压放大器，MOS管IRF540作为恒流负载，78XX系列稳压芯片提供电源，；STM32作为主控制器检测电流电压，实现电子负载过压保护并能自动测量负载调整率；12864作为显示器实时显示电子负载电压、电流、电流精度和过压阈值。本系统能保持稳定的电流特性，高精度的电流、电压测量和显示，具有过压保护功能和友好的人机界面。 关键词：OP07 IRF540 STM32 12864 一、系统方案 电子负载用于测试直流电源、蓄电池等电源的性能，其工作方式有横流、恒压和横阻三种模式，因为本题的要求，故将电子负载作为横流模式，其主电路包括开环电压放大器、横流负载和测量显示。 1.1主电压放大器的选择 方案一：OP07 OP07是双电源供电的高精度低噪声运算放大器，当其工作于开环线性放大区时，其正负输入端的电压值及其接近，经实测为0.001V的差值，因而可以提高电流精度，其性价比高。 方案二：OPA2227 OPA2227为TI公司的高精度仪放，但在实际测量中，其开环放大区的正负输入端电压差值大，不利于对输出电流精度的控制，其价格相对较贵。 综上，选用方案一。 1.2横流负载的选择 方案一：IRF540 IRF540为N沟道MOS管，通过控制V DS和V GS的关系使其工作于恒流区，其参数值为V DSS=100V，I D=23A,R DS(ON)≤77mΩ。对于本题电压阈值18±0.2V，最大电流1A来说足够。 方案二：IRF630 IRF630同为N沟道MOS管，其参数值为V DSS=200V，I D=9A,R DS(ON)≤400mΩ，对于本题来说也足够，但其能通过的最大开关电流小于IRF540,而导通内阻又远大于IRF540，故其在通过持续电流的最大值比IRF540小，导通损耗比IRF540大，对于散热的要求高。 综上，选用方案一。 1.3主控制器的选择 方案一：STM32
9.2 简易直流电子负载 电子负载仪是电源制作和电池性能测试必不可少的一种仪器。它是由电子器件组成的模拟负载，用来检测各类电源带负荷特性和化学电源输出性能的仪器。在恒电流测试时加以同步计时，就可精确测出电池容量值。 9.2.1 功能要求 设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。 技术要求： 电流设置范围为100mA～1000mA ，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%。 当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1%。 具有过压保护功能，过压阈值电压为18V±0.2V。 能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±（0.02%+0.02%FS ），分辨力为1mV。 能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±（0.1%+0.1%FS），分辨力为1mA。 具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。为方便，本题要求被测直流稳压电源的输出电压在 10V以内。 9.2.2总体方案论证 系统的关键在设计恒流源电路和高精度A/D转换电路。 1.恒流源电路方案 【方案一】恒流源可以通过一个经典的数控稳压源来实现。在输出回路串联一个电流取样电阻，通过实测电流与给定电流的比较，运用恰当的控制算法，调整输出电压使实测与给定两个电流相等，就可以达到恒流的目的。此种方案最大的问题是：不论是输入电源电压变化，还是负载变化，都要经过一段时间才能使电流稳定。 【方案二】最好的方案是一个硬件的闭环稳流电路，稳流的过程几乎不需要时间。图9.2.1就是一个典型电路。根据集成运放虚短的概念可得： I L ≈ V i / R R为电流取样电阻，由于R固定，因此I L完全由V i决定，只要V i不变，则I L不变，这就是恒流原理。对某一特定的V i下的I L，无论是V CC或是R L变化，利用负反馈的自动调节作用，都能维持I L的稳定。
全国大学生电子设计竞赛 2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛 简易直流电子负载（C题） 1．任务 设计并制作直流电子负载，其结构如图1所示。被测电源为输出电压可调的直流稳压电源，额定电压不小于30V，额定电流不小于2A。测控电路采用一路+5V电源供电。负载模拟电路工作在恒流模式，可设定直流电子负载电流I I，。 图1 直流电子负载结构示意图 2.要求 （1） II在100~1000mA范围内可步进调整，步进值为100mA。（10分） （2）使II保持设定值，电流控制精度优于1%。（20分） （3）当UI从15V增加至20V时，要求II的变化率不大于1%。（20分） （4）能够测量并显示II，测量精度优于0.2%+2个字。（20分） （5）能够测量并显示UI，测量精度优于0.2%+2个字。（20分） （6）具有过压保护功能，动作电压UI（th）=（24±0.2）V。（5分） （7）其他。（5分） （8）设计报告（10分）
项目 主要内容 满分 系统方案 方案描述，电路图，软件流程图 3 理论分析与计算 负载模拟电路参数计算 测控电路参数计算 4 测试结果 测试结果，测试结果分析 3 总分 10 3．说明 （1） 要求负载模拟电路功率器件工作在线性状态，II 为连续电流。 （2） 要求（2）中电流控制的相对误差 式中II 为实测电流、II0为设定值。 （3） 要求（3）中电流变化率Su=(I20-I15)/ I15，式中I15为UI=15V 时的实测电流、I20为UI=20V 的实测电流。 （4） 装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 （5） 制作时应合理设置测试点和接线端子（参考图1），以方便测试。
电子天平称量不准的原因及校准方法 电子天平属于电子衡器中精密仪器的一类，对于每一个在实验室工作的人员来说是常见的仪器了，但是有时候大家也会为这类仪器而发愁，因为经常会遇到称量不稳定、数据漂移等问题。那么是什么原因导致的这些现象?有什么样的解决方法? 电子天平是精密的机电仪表，比较娇气，操作规程要求较多。在使用中常常碰到的问题是称量结果不稳定，许多是环境和操作的问题，不一定是硬件故障。下面归纳了几种常见的称量结果不稳定的情况： (1)天平放置的位置不合理
天平在使用的时，应将门窗关闭。如果有风吹，或者实验台上放有其他有震动产生的仪器，都会使电子天平的读数不稳定。要注意附近基建施工打桩、隔壁装修造成的震动影响。 (2)测试中样品的水份增加或丢失 有些样品具有挥发性或者吸湿性较强，造成在测试时样品的质量不断增加或减少，面对这种情况，解决办法是使用口径很小的器皿。减小样品的挥发和吸潮，同时操作时间要短，使称量结果更加准确。 (3)样品和容器的温度 温度对电子天平称量的结果影响是很大的，所以电子天平一般都要在恒温恒湿的房间里工作，预热时间要足够。而刚拿到实验室的样品或容器由于其温度和电子天平的环境温度相差太多而读数不稳定。有些高端天平一般会有全自动校准，如果是外校的天平，在温度发生变化时则需要人工校准。 (4)样品和容器的静电现象 静电现象也可能造成电子天平的称量不稳定。具有高绝缘度的材料(大多数玻璃或塑料制的称重容器)都容易带静电，在允许的情况下，使用金属器皿。如果静电现象一直无法消除，还需要检查一下仪器的接地线是否接好。
(5)样品或容器被磁化 样品和容器的磁化都可能让天平误以为其所承受的磁力是来自于样品的重力。所以我们在使用铁器皿时要经常进行消磁的操作。平时要避免强磁场靠近电子天平。秤强磁性物质要使用非电磁类型的天平。 (6)手机等电磁波发射源的影响不容忽视。 实践证明，高精度电子天平工作时，手机靠的太近，会对测量结果有干扰(本天平工作时，手机拨号并靠近，有1mg的数值干扰)。电子天平室内应禁止使用手机，不能安放电磁炉、微波炉、超声波清洗机等电磁辐射较大的电器，应远离通讯基站。